使用数控车床的零件加工 教学大纲

《使用数控车床的零件加工》教学大纲一、课程基本信息课程名称：使用数控车床的零件加工 课程代码：0501079课程类别：专业必修课适用对象：三年制数控技术专业（高中后）开设学期：大二第一学期前修课程与后续课程：前修课程：《使用普通机床的零件加工》《加工过程的优化》《生产任务的准备与实施》《机械产品的精度检验》后续课程：《使用加工中心的零件加工》《计算机支持的零件加工》《数控机床的维护》课内学时（学分）：二、教学目的本课程是数控加工技术专业课程体系中职业方向课程之一。根据高职学生的特点，按职业工作过程中零件的制作方法建构主线，以工作过程为导向，针对工作过程的环节来设计学习任务，并将其他课程的相关知识穿插在每个学习任务中，主要面向数控车削加工工艺设计与数控车削加工高素质技能人才的培养，使学生具备从事数控车削加工工艺设计和操作的职业特定能力，是一门技术性、实践性非常强的课程。三、教学任务1.总任务通过对本课程的学习，学生能较熟练完成中等复杂零件的工艺设计、编制加工程序、数控车床的操作、产品检验、质量分析等工作全过程，使学生具备从事数控车床加工所必备的素质、知识与技能，树立全面质量管理意识，具备提出问题、分析问题和解决问题的能力，逐步培养学生的严谨作风，具备一定创新思维和创新能力，以及良好的团队合作精神，为后续的专业职业能力培养打下扎实基础。2、具体任务（1）熟悉数控车床的基本结构、操作方法、简单故障的排除以及日常维护；（2）正确理解常用指令的含义，正确编制数控加工程序；（3）通过对零件图的分析，选择数控车削加工的刀具、量具、夹具，制定加工工艺，编制包括外轮廓、内轮廓、切槽、外圆柱螺纹、内圆柱螺纹、内沟槽、圆锥螺纹、曲面轮廓等数控加工程序；（4）能熟练操作数控车床，进行刀具的安装、工件的定位和夹紧；通过对刀，能正确设置工件坐标系和刀具补偿值，熟练输入、编辑加工程序；（5）能在编程及数控车削过程中，具有发现问题、提出问题的能力；通过加工质量的分析与控制，掌握保证精度的方法；（6）学会使用常用检测量具对工件进行测量；（7）培养良好的职业道德和正确的思维方式，形成良好的机床保养习惯；（8）培养创新意识和解决实际问题的能力。四、课程内容表1《使用数控车床的零件加工》课程内容及要求学习情境工作任务知识要求技能要求一、柴油机支轴的加工任务1认识数控车床与车削刀具1.数控车床的类型及主要组成部分；2.金属切削与刀具磨损知识；3.数控车床常用刀具的种类、结构和特点；4.数控车床、零件材料、加工精度和工作效率对刀具的要求；5.常用量具的使用方法；6.常规维护和保养知识。1.能正确选用机床；2.能够根据数控加工工艺文件选择、安装和调整数控车床常用刀具；3.能够刃磨常用车削刀具；4.正确使用量具对工件进行测量；5.能对机床进行常规维护和保养。任务2操作SINUMERIK802D系统数控车床1.数控车床安全操作规程；2.机床坐标系和工件坐标系；3.操作面板使用方法；4.对刀的方法；5.刀具偏置补偿、半径补偿与刀具参数的输入方法；6.程序调试的方法；7.常用夹具的使用方法。1.能够按照操作规程启动及停止机床；2.能正确理解机床坐标系和工件坐标系的关系；3.能使用操作面板上的常用功能键（如回零、手动、MDA、修调等）；4.能够通过各种途径（如DNC、网络等）输入加工程序；5.能够通过操作面板编辑加工程序；6.能进行对刀并确定相关坐标系；7.能设置刀具参数；8.能够对程序进行校验、单步执行、空运行并完成零件试切；9.能使用常用夹具（如三爪卡盘、四爪卡盘）进行零件装夹与定位。任务3支轴的加工1.准备功能G指令：G00、G01、G02/G03、G33；2.辅助功能：M00、M03~M05、M30；3.刀具指令T、D等；4.速度指令F、S；5.坐标点的计算方法；6.手工编程方法。1.能读懂零件图；2.能编制零件的工艺文件；3.能运用基本指令编制加工程序；4.能够根据数控加工工艺卡选择、安装和调整常用车刀；5.能使用通用夹具（如三爪卡盘、四爪卡盘）进行零件装夹与定位；6.能进行对刀并确定相关坐标系、设置刀具参数；7.选用合适的量具进行尺寸测量；8.根据测量结果调整刀具磨损量。二、便携式发电机高速轴组件的加工任务1：齿轮轴的加工1CYCLE95外圆切削循环指令；2.子程序编程方法；3.编制齿轮轴工艺文件的方法；4.形位公差的测量方法；5.表面粗糙度的测量方法。1.应用CYCLE95指令编写加工程序及程序调试的方法；2.能编制齿轮轴加工工艺；3.外径的车削加工和测量方法；4.车削加工中形位公差的控制；5.学会用百分表、千分表调整工件的同轴度。任务2：V带轮的加工1.切槽的方法；2.CYCLE93切槽固定循环指令；3.切槽刀的使用方法。1.能编制槽加工工艺，应用CYCLE93编写切槽加工程序；2.掌握切槽刀的安装和调整；3.掌握切槽刀的试切对刀；4.掌握槽的测量方法；5.学会切槽刀的修磨，合理运用切削用量保证其表面质量。三、喷液组件的加工任务1：喷嘴的加工1.外螺纹在图纸中的表述；2.CYCLE97螺纹切削固定循环；3.钻孔的方法；4.镗孔的车削方法；5.镗孔车刀的使用方法；6.外螺纹的检测。1.能应用CYCLE97螺纹切削固定循环编制螺纹加工程序；2.编制喷嘴的加工工艺；3.能够根据数控加工工艺卡选择、安装和调整外螺纹车刀；4.能安装麻花钻，并使用麻花钻钻孔；5.掌握镗孔车刀的安装和调整；6.掌握镗孔车刀的试切对刀；7.熟练使用数控车床完成对零件的加工；8.正确使用螺纹规对螺纹进行检测。任务2：接头的加工1.内螺纹在图纸中的表述；2.内沟槽、内螺纹的加工方法；3.内螺纹车刀、内切槽刀的使用方法；4.内螺纹的检测；5.普通三角螺纹、锥螺纹加工中的参数计算。1.掌握内螺纹在零件图中的表述；2.编制接头加工工艺；3.掌握内螺纹车刀、内切槽刀的安装和调整；4.掌握内螺纹车刀的试切对刀；5.掌握内切槽刀的试切对刀；6.能进行单线等节距的普通三角螺纹、锥螺纹的加工；7.正确使用螺纹规对螺纹进行检测；8.根据测量结果调整刀具磨损量。四、便携式发电机低速轴组件的加工任务1：转轴的加工1.转轴的加工工艺编制方法；2.公差配合相关知识；3.轴类零件的装夹与加工；4.转轴加工程序的编制。1.能读懂零件图，掌握转轴的技术要求；2.能根据批量大小制定转轴的加工工艺；3.能够根据数控加工工艺卡选择、安装和调整车刀；4.能进行对刀并确定相关坐标系、能设置刀具参数；5.能够应用数控仿真软件进行零件的仿真加工；6.能选用合适的量具进行检测；7.根据测量结果调整刀具磨损量。任务2：定位套的加工1.套类零件的结构特点；2.薄壁零件的加工方法；3.心轴的使用方法；4.定位套加工程序的编制。1.掌握薄壁零件的加工方法；2.能根据批量大小制定定位套的加工工艺；3.能使用心轴对薄壁零件进行装夹加工；4.掌握薄壁零件的对刀方法；5.能选用合适的刀具对定位套进行数控加工。任务3：齿轮的加工1.端面沟槽加工工艺；2.端面沟槽的加工方法；3.端面沟槽的编程方法。1.掌握端面沟槽的加工方法；2.能根据批量大小制定齿轮的加工工艺；3.能进行对刀并确定相关坐标系、能设置刀具参数；4.能够应用数控仿真软件进行零件的仿真加工；任务4：连接法兰的加工1.连接法兰的加工工艺编制；2.加工程序的编制。1.能根据批量大小制定连接法兰的加工工艺；2.能根据工艺文件选择所需机床、夹具、刀具进行加工；3.能选用合适量具对零件进行测量。五、机车制动用手柄的加工任务1:圆弧手柄的加工1.恒定线速度与最高转速限定；2.半径补偿指令：G41、G42、G40的编程方法；1.能读懂零件图；2．能应用固定循环、刀尖半径补偿编制手柄的加工程序；3．能应用样板对零件进行检测。任务2:椭圆手柄的加工1．直线拟合公式曲线工作原理；2．变量；3．R参数（宏程序）控制指令；4．R参数（宏程序）运算指令。1．能应用宏程序运算指令编制椭圆类手柄的加工程序；2．能够应用数控仿真软件进行零件的仿真加工；3．能应用样板对零件进行检测。六、减速器双头蜗杆的加工任务1蜗杆造型与加工程序的生成1.实体造型的方法；2.刀具参数的设置方法；3.刀具轨迹生成的方法；4.各种材料切削用量的数据；5.轨迹编辑的方法；6.后置处理程序的设置和使用方法。1.能使用MastercamX6或NX8进行轮廓造型；2.能进行刀具参数的设定；3.能进行加工参数的设置；4.能够编辑刀具轨迹；5.能够根据不同的数控系统生成G代码。任务2双头蜗杆的加工1.传输格式；2.传输软件使用方法。1.能够通过各种途径（如DNC、网络）输入加工程序；2.能够运用程序在数控车床上进行加工。表2使用数控车床的零件加工各项目（单元）建议学时（学分）分配学习情境任务建议学时数学分层次一层次二层次三一、柴油机支轴的加工任务1认识数控车床与车削刀具222任务2操作SINUMERIK802D系统数控车床122任务3支轴的加工344二、便携式发电机高速轴组件的加工任务1：齿轮轴的加工233任务2：V带轮的加工233三、喷液组件的加工任务1：喷嘴的加工244任务2：接头的加工4四、便携式发电机低速轴组件的加工任务1：转轴的加工23任务2：定位套的加工22任务3：齿轮的加工2任务4：连接法兰的加工3五、机车制动用手柄的加工任务1:圆弧手柄的加工23任务2:椭圆手柄的加工5六、减速器双头蜗杆的加工任务1蜗杆造型与加工程序的生成5任务2双头蜗杆的加工3总计122448注：层次一：适用于工科非机类专业教学；层次二：适用于机电一体化技术专业教学；层次三：数控技术专业教学五、课程实施建议1.教学建议根据《使用数控车床的零件加工》课程的特点和学生实际情况，采用讲授、演示、示范、六步、旋转木马、讨论等教学方法和教学手段，突出重点，突破难点，从多角度启发学生的思维，提高学生探究学习和自主学习的能力。（1）注重行动导向的教学在《使用数控车床的零件加工》课程的教学中，教师应营造"真实的虚拟"职业情境，引导学生怎么做，怎样做更好。学生在教师的指导下，拟定工作方案，实施工作方案，检查评价。教师要引导学生整理收集到的各种信息、生产（设计）数据，并应用科学的思维和方法进行分析，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。（2）注重学生"动手"与"动脑"的结合教师应当认识到，只有对实际职业情境转化成具有普遍意义的学习情境即“真实的虚拟”情境，让学生在实践操作训练过程中，渗透理论知识讲解，才能将实践知识与理论知识有机地结合起来，才能全面提高学生的知识、能力与素质，既能使学生掌握专业技术知识，又能培养学生的专业实践能力.促使学生在整个学习过程中既动手又动脑，调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。（3）鼓励学生之间的交流与合作学习教师应根据不同的教学内容，创造各种条件和形式，开展学生之间的交流。在教学过程中要求学生尝试使用不同的加工参数进行零件的加工，认真观察和分析，并进行各种形式的讨论。由于数控加工成本较高，要鼓励学生合作学习，每组学生把用不同加工参数切削后的结果与其他人充分交流，使每一个人都能参与小组工作，使学生认识到小组的成员在科技创新中各有所长，其知识和技能可以互补，通过这种活动培养学生的协作精神。2.评价建议（1）评价目的全面了解学生的学习历程，采取各种方法和手段改进教学，抓好“以任务为驱动”的理论和实践相结合的教学中主要环节，关注学生学习结果和过程评价，激发学生学习的热情和动力，提高学生学习的自信心，提高教学质量。（2）评价原则坚持理论知识与实践知识综合评价的原则；突出能力评价优先地位的原则；重点过程评价原则；采取多种方式评价原则；学生自评与其他评价结合的原则等。本课程的评价主要考虑课堂教学情况、回答问题情况、完成作业情况、实践操作情况、报告书情况等综合考评。（3）评价途径包括自我评价、学生互评、教师评价等。本课程的评价主要根据日常课堂纪录、完成作业情况、实践操作情况、编制工艺与程序情况、零件加工尺寸精度情况等，主要由教师进行评定。（4）评价标准包括情感态度、专业知识、基本技能、分析解决问题、创新能力等方面。（5）评价方法综合成绩=过程性考核成绩×50%+操作技能考核成绩×30%+创新能力考核成绩×20%-职业素养考核成绩其中：过程性考核成绩主要依据学生完成指定任务（主要知识应用合理性、过程的规范性、项目报告的完整性等）的情况综合评定。